固定床反應(yīng)器指在反應(yīng)器內(nèi)裝填顆粒狀固體催化劑或固體反應(yīng)物,形成一定高度的堆積床層,氣體或液體物料通過(guò)顆粒間隙流過(guò)靜止固定床層的同時(shí),實(shí)現(xiàn)非均相反應(yīng)過(guò)程。這類(lèi)反應(yīng)器的特點(diǎn)是充填在設(shè)備內(nèi)的固體顆粒固定不動(dòng),有別于固體物料在設(shè)備內(nèi)發(fā)生運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)床和流化床,又稱(chēng)填充床反應(yīng)器。固定床反應(yīng)器廣泛用于氣-固相反應(yīng)和液-固相反應(yīng)過(guò)程,例如,合成氨工業(yè)中的固定半水煤氣發(fā)生爐,水處理中的固定床離子交換柱等。涓流床反應(yīng)器也可歸屬于固定床反應(yīng)器,氣、液相并流向下通過(guò)床層,呈氣液固相接觸。
固定床反應(yīng)器有三種基本形式:①軸向絕熱式固定床反應(yīng)器。流體沿軸向自上而下流經(jīng)床層,床層同外界無(wú)熱交換。
?、趶较蚪^熱式固定床反應(yīng)器。流體沿徑向流過(guò)床層,可采用離心流動(dòng)或向心流動(dòng),床層同外界無(wú)熱交換。徑向反應(yīng)器與軸向反應(yīng)器相比,流體流動(dòng)的距離較短,流道截面積較大,流體的壓力降較小。但徑向反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)較軸向反應(yīng)器復(fù)雜。以上兩種形式都屬絕熱反應(yīng)器,適用于反應(yīng)熱效應(yīng)不大,或反應(yīng)系統(tǒng)能承受絕熱條件下由反應(yīng)熱效應(yīng)引起的溫度變化的場(chǎng)合。
?、哿泄苁焦潭ù卜磻?yīng)器由多根反應(yīng)管并聯(lián)構(gòu)成。管內(nèi)或管間布置催化劑,載熱體流經(jīng)管間或管內(nèi)進(jìn)行加熱或冷卻,管徑通常在25~50mm之間,管數(shù)可多達(dá)上萬(wàn)根。列管式固定床反應(yīng)器適用于反應(yīng)熱效應(yīng)較大的反應(yīng)。